При производстве удобрений смесь полезных веществ спрессовывают в единую плитку, а затем формируют из нее гранулы. В процессе на деталях прессовочных машин оседают частицы солей. Скапливаясь, они приводят к поломкам оборудования и ухудшению свойств удобрения. Химики Пермского Политеха запатентовали технологию, при которой сократить налипание солей на валы позволяет обыкновенная вода. Исследование выполнено в рамках реализации программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030». Его результаты способствуют укреплению технологического суверенитета России.
Свой вклад в разработку внесли ученые и сотрудники ПНИПУ: Владимир Пойлов, Светлана Алиферова, Игорь Потапов, Константин Кузьминых.
Проблема налипания солей на сельскохозяйственные машины не нова, поэтому уже разработаны разные варианты ее решения. Есть среди них технически сложные и затратные, как установка прессующих валов с разным рельефом поверхности. Есть и более очевидные, как покрытие оборудования специальными защитными растворами, которые, однако, могут попасть в удобрение и испортить его. Ученые Пермского Политеха нашли экономичный и безопасный способ предотвращать налипание солей, в основе которого лежит способность веществ менять агрегатное состояние. Ранее такой эффект не использовался.
При температуре 100°С вода из жидкости превращается в пар. А удобрения, поступающие в пресс-гранулятор, уже имеют температуру порядка 130-160°С. Соответственно, попадая на горячие поверхности оборудования, вода испаряется, попутно ослабляя связи между частицами налипшей соли. В результате она полностью «вымывается» с поверхностей машины.
Метод крайне эргономичен, ведь все подаваемое количество воды работает на удаление соли, а не уносится со свежими порциями прессуемого удобрения и не теряется за счет стекания в нижнюю часть механизма. Вода для промывки может подаваться периодически или непрерывно в зависимости от потребностей производства, температуру тоже можно варьировать, но оптимальным ученые называют промежуток от 50 до 90°С.
— Эксперименты по предотвращению и снижению налипания хлорида калия проходили на промышленном пресс-грануляторе в Березниковском калийном рудоуправлении №2, — рассказывает профессор кафедры химических технологий ПНИПУ, доктор технических наук Владимир Пойлов, — Температура воды в момент подачи составляла 70°С, уже через 5 минут после начала обработки налипание хлорида калия на поверхности валов было полностью устранено. Дальше распыление производилось периодически, по мере оседания соли. Расход воды составил 88 миллилитров на тонну прессуемого материала.
Запатентованный пермскими политехниками способ защиты оборудования может использоваться на предприятиях, производящих гранулированные калийные, азотные и фосфорные удобрения, а также удобрения из смеси этих веществ. За счет высокой температуры при их производстве происходит полное испарение введенной воды с поверхности прессуемого материала, что исключает загрязнение удобрений. Дополнительным позитивным эффектом от использования воды для промывки валов стало повышение плотности прессуемой плитки и сокращение в ней числа трещин.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.